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摘要：东深供水是大型的跨流域调水工程，而莲湖泵站2＃UPS因连续出现故障，双电源切换可靠性达不到安全运行要求，需进行改造。本文就莲湖泵站2＃UPS的改造技术进行了探讨。
关键词：泵站UPS双电源切换改造
引言
东深供水改造工程是大型的跨流域调水工程，是一个由多级泵站、多种管线、多种设备组成的复杂系统，其泵站采用计算机监控系统，因此各泵站计算机监控系统的电源供电可靠性要求较高，而莲湖泵站400VUPS不间断电源因设计和设备问题，双电源切换可靠性达不到安全运行要求，需进行改造。
一、UPS运行状态介绍
莲湖泵站2＃UPS连续出现故障，2007年12月返回厂家修好后，带负载运行60分钟自己退出，UPS馈电屏内3＃、5＃、8＃机的LCU柜电源空气开关跳开，3＃、5＃机LCU柜内双电源切换继电器节点烧坏，模拟屏、3＃、5＃机组的2TAC进线保险丝烧断，后空载运行30分钟后，发现2#UPS的K7继电器、通讯板烧坏。再次返回厂家维修。
2008年1月21日，修好后的2＃UPS在现场进行试验，每相接了一盏500W的白炽灯，运行正常。经电池逆变切换试验正常。
这段时间原来2＃UPS的负载都通过双电源切换加到了1＃UPS上，测量1＃UPS负载三相电流分别为9A/5A/4A。双电源切换包括两部分，一是通过ATS装置切换的220V第三段负载，二是在机组LCU柜、模拟屏、公用LCU9、公用LCU10柜内的继电器双电源切换。具体设计参考“电源供电方式”。
二、电源供电方式
2．1莲湖泵站UPS供电系统原理：
泵站层监控系统采用集中供电方式。设置2台不间断电源（GE-实达LanPro30-33UPS，每台容量30KVA，备用2小时），每台UPS分别从站内Ⅱ、Ⅲ段厂用电母线取380V/220V交流电，并分别独立供电给相应设备。正常2台UPS各负担监控设备的一半负荷，各自独立运行（见下图）。另外还增加了一套自动切换装置（ATS装置），输出给第三段公共负载，当其中主用UPS出现故障或关机时，公共负载通过ATS装置开关自动切换到备用UPS供电。
2．2泵组供电
LCU屏采用雙电源冗余式供电。两路UPS电源分别接到开关电源模块，变换出24V直流并联输出给PLC电源和相关继电器。另外还通过双电源切换继电器给光电转换器、工控机等供电220V。
LCP屏一是从公共负载母线取电，为电磁阀/电动阀、仪表回路、控制回路供电。另外从机组LCU柜分别引两路UPS电源到LCP柜的开关电源模块，变换出24直流并联输出给PLC电源和相关继电器。（取电接在TAC保险前）。
2．3公用LCU1柜内供电
负载连接方式同机组LCU柜，柜内双电源切换。
2．4公用LCU2柜内供电
公用LCU2柜，柜内双电源切换只用了一个继电器进行切换，如下图：
接线原理：
1、1TAC从1＃UPS取电，2TAC从2＃UPS取电；
2、当两路电源都有电或只有1＃UPS有电时，QH继电器通电，常开点闭合，负载接入1TAC电源，即1＃UPS供电；
3、当只有2＃UPS有电时，QH继电器断电，常闭点闭合，负载接入2TAC电源，即2＃UPS供电；
负载：5块多功能电表，停电后会影响41TLA、42TLA、61TLA、1TM、2TM的电表电量数据显示；
3块电流变送器，停电后会影响站间樟木头110KV三相电流，110KV母线三相电流，站间塘厦(T接)110KV三相电流的显示。
2．5模拟屏供电
模拟屏双电源切换原理图 ，接线原理参考公用LCU2的分析。
负载：图中水位计表头电源、时钟电源、事故报警继电器、主变油温电源等停电后，会导致相关的显示和报警功能失效，对运行没有其它影响。
三、负载及问题分析
3．1负载分析
GE-实达LanPro30-33UPS每台容量30KVA ，UPS所带双电源切换负载分为两部分：
一是通过ATS装置切换的220V第三段负载：工程师工作站、图像系统、会议电视系统、OTN系统、行政话务系统、1－8#泵组LCP、流量计盘。
二是机组LCU柜、模拟屏、公用屏柜内部分负载，通过继电器双电源切换。（每个柜内相关负载<4A）
3．2故障现象分析
关于继电器双电源切换功能，从原理上分析是没有问题的，但目前使用的继电器是普通的信号继电器，不能肯定在运行中如果器件出现问题的影响。
故障时，发现有多个双电源切换继电器节点烧坏，通过分析，可能是大电流导致节点容量不够造成，产生大电流的原因有多方面的因素：
1、终端负载或线路绝缘出现短路
考虑到目前的运行方式，原来2＃UPS的负载都通过双电源切换加到了1＃UPS上，测量1＃UPS负载三相电流分别为9A/5A/4A，说明终端负载没有问题。
通过测量线路绝缘，也没有发现问题。
2、双电源切换继电器本身质量问题
继电器节点过流能力不够，导致节点烧坏；
节点动作不正常造成双电源切换功能不正常，可能导致两相AC220V电源串接，进而影响UPS的运行。
3、UPS本体有问题
UPS出现故障，导致输出不正常，可能会造成该故障。
UPS通过送回厂家维修后，在目前的运行状态运行已经正常运行了20天，可以说明UPS目前是正常的。
四、改造目的及方案
4．1改造目的
考虑到继电器双电源切换所带负载的重要性并不高，并且目前的双电源切换方式存在一定的不确定性，建议进行改造。这样可以解决由于目前的双电源切换方式存在的不确定因素可能导致的UPS设备的损坏。
但改造后，同时也会取消该部分负载的双电源自动切换功能，改为人工切换，从运行的经验来看，切换的机会也是非常少的，因此并不是很重要。
4．2改变机组LCU柜内的双电源切换接线方式
方法：双电源切换部分负载有两个光电转换器、触摸屏面板，改为单电源运行方式，将两个光电转换器分别接到两路UPS电源，触摸屏面板接到2＃UPS电源。（为了方便更换到另一电源插座，负荷原来没有带插头的增加插头。）
运行方式：经过以上改造后，当运行中遇到某一UPS出现问题或者需要退出运行的情况，导致没有输出时，通过手动切换电源插座的方式进行电源切换。
4．3改变公用LCU1柜内的双电源切换接线方式
方法：双电源切换部分负载只有触摸屏面板，按照LCU柜的方式改为单电源运行方式，将触摸屏面板接到1＃UPS电源。（为了方便更换到另一电源插座，负荷原来没有带插头的增加插头。）
运行方式：经过以上改造后，当运行中遇到某一UPS出现问题或者需要退出运行的情况，导致没有输出时，通过手动切换电源插座的方式进行电源切换。
4．4改变公用LCU2柜、模拟屏柜内的双电源切换接线方式
方法：公用LCU2柜、模拟屏柜内负载相对较重要，模拟屏内接线比较复杂而且不明朗，如果按照上面的改法，改动较大，因此建议仅仅更换双电源切换继电器，选型时考虑节点容量和质量。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：泵站UPS双电源切换改造
引言
东深供水改造工程是大型的跨流域调水工程，是一个由多级泵站、多种管线、多种设备组成的复杂系统，其泵站采用计算机监控系统，因此各泵站计算机监控系统的电源供电可靠性要求较高，而莲湖泵站400VUPS不间断电源因设计和设备问题，双电源切换可靠性达不到安全运行要求，需进行改造。
一、UPS运行状态介绍
莲湖泵站2＃UPS连续出现故障，2007年12月返回厂家修好后，带负载运行60分钟自己退出，UPS馈电屏内3＃、5＃、8＃机的LCU柜电源空气开关跳开，3＃、5＃机LCU柜内双电源切换继电器节点烧坏，模拟屏、3＃、5＃机组的2TAC进线保险丝烧断，后空载运行30分钟后，发现2#UPS的K7继电器、通讯板烧坏。再次返回厂家维修。
2008年1月21日，修好后的2＃UPS在现场进行试验，每相接了一盏500W的白炽灯，运行正常。经电池逆变切换试验正常。
这段时间原来2＃UPS的负载都通过双电源切换加到了1＃UPS上，测量1＃UPS负载三相电流分别为9A/5A/4A。双电源切换包括两部分，一是通过ATS装置切换的220V第三段负载，二是在机组LCU柜、模拟屏、公用LCU9、公用LCU10柜内的继电器双电源切换。具体设计参考“电源供电方式”。
二、电源供电方式
2．1莲湖泵站UPS供电系统原理：
泵站层监控系统采用集中供电方式。设置2台不间断电源（GE-实达LanPro30-33UPS，每台容量30KVA，备用2小时），每台UPS分别从站内Ⅱ、Ⅲ段厂用电母线取380V/220V交流电，并分别独立供电给相应设备。正常2台UPS各负担监控设备的一半负荷，各自独立运行（见下图）。另外还增加了一套自动切换装置（ATS装置），输出给第三段公共负载，当其中主用UPS出现故障或关机时，公共负载通过ATS装置开关自动切换到备用UPS供电。
2．2泵组供电
LCU屏采用雙电源冗余式供电。两路UPS电源分别接到开关电源模块，变换出24V直流并联输出给PLC电源和相关继电器。另外还通过双电源切换继电器给光电转换器、工控机等供电220V。
LCP屏一是从公共负载母线取电，为电磁阀/电动阀、仪表回路、控制回路供电。另外从机组LCU柜分别引两路UPS电源到LCP柜的开关电源模块，变换出24直流并联输出给PLC电源和相关继电器。（取电接在TAC保险前）。
2．3公用LCU1柜内供电
负载连接方式同机组LCU柜，柜内双电源切换。
2．4公用LCU2柜内供电
公用LCU2柜，柜内双电源切换只用了一个继电器进行切换，如下图：
接线原理：
1、1TAC从1＃UPS取电，2TAC从2＃UPS取电；
2、当两路电源都有电或只有1＃UPS有电时，QH继电器通电，常开点闭合，负载接入1TAC电源，即1＃UPS供电；
3、当只有2＃UPS有电时，QH继电器断电，常闭点闭合，负载接入2TAC电源，即2＃UPS供电；
负载：5块多功能电表，停电后会影响41TLA、42TLA、61TLA、1TM、2TM的电表电量数据显示；
3块电流变送器，停电后会影响站间樟木头110KV三相电流，110KV母线三相电流，站间塘厦(T接)110KV三相电流的显示。
2．5模拟屏供电
模拟屏双电源切换原理图 ，接线原理参考公用LCU2的分析。
负载：图中水位计表头电源、时钟电源、事故报警继电器、主变油温电源等停电后，会导致相关的显示和报警功能失效，对运行没有其它影响。
三、负载及问题分析
3．1负载分析
GE-实达LanPro30-33UPS每台容量30KVA ，UPS所带双电源切换负载分为两部分：
一是通过ATS装置切换的220V第三段负载：工程师工作站、图像系统、会议电视系统、OTN系统、行政话务系统、1－8#泵组LCP、流量计盘。
二是机组LCU柜、模拟屏、公用屏柜内部分负载，通过继电器双电源切换。（每个柜内相关负载<4A）
3．2故障现象分析
关于继电器双电源切换功能，从原理上分析是没有问题的，但目前使用的继电器是普通的信号继电器，不能肯定在运行中如果器件出现问题的影响。
故障时，发现有多个双电源切换继电器节点烧坏，通过分析，可能是大电流导致节点容量不够造成，产生大电流的原因有多方面的因素：
1、终端负载或线路绝缘出现短路
考虑到目前的运行方式，原来2＃UPS的负载都通过双电源切换加到了1＃UPS上，测量1＃UPS负载三相电流分别为9A/5A/4A，说明终端负载没有问题。
通过测量线路绝缘，也没有发现问题。
2、双电源切换继电器本身质量问题
继电器节点过流能力不够，导致节点烧坏；
节点动作不正常造成双电源切换功能不正常，可能导致两相AC220V电源串接，进而影响UPS的运行。
3、UPS本体有问题
UPS出现故障，导致输出不正常，可能会造成该故障。
UPS通过送回厂家维修后，在目前的运行状态运行已经正常运行了20天，可以说明UPS目前是正常的。
四、改造目的及方案
4．1改造目的
考虑到继电器双电源切换所带负载的重要性并不高，并且目前的双电源切换方式存在一定的不确定性，建议进行改造。这样可以解决由于目前的双电源切换方式存在的不确定因素可能导致的UPS设备的损坏。
但改造后，同时也会取消该部分负载的双电源自动切换功能，改为人工切换，从运行的经验来看，切换的机会也是非常少的，因此并不是很重要。
4．2改变机组LCU柜内的双电源切换接线方式
方法：双电源切换部分负载有两个光电转换器、触摸屏面板，改为单电源运行方式，将两个光电转换器分别接到两路UPS电源，触摸屏面板接到2＃UPS电源。（为了方便更换到另一电源插座，负荷原来没有带插头的增加插头。）
运行方式：经过以上改造后，当运行中遇到某一UPS出现问题或者需要退出运行的情况，导致没有输出时，通过手动切换电源插座的方式进行电源切换。
4．3改变公用LCU1柜内的双电源切换接线方式
方法：双电源切换部分负载只有触摸屏面板，按照LCU柜的方式改为单电源运行方式，将触摸屏面板接到1＃UPS电源。（为了方便更换到另一电源插座，负荷原来没有带插头的增加插头。）
运行方式：经过以上改造后，当运行中遇到某一UPS出现问题或者需要退出运行的情况，导致没有输出时，通过手动切换电源插座的方式进行电源切换。
4．4改变公用LCU2柜、模拟屏柜内的双电源切换接线方式
方法：公用LCU2柜、模拟屏柜内负载相对较重要，模拟屏内接线比较复杂而且不明朗，如果按照上面的改法，改动较大，因此建议仅仅更换双电源切换继电器，选型时考虑节点容量和质量。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。